縱向渦發(fā)生器強化豎直平板自然對流換熱的研究.pdf

1、縱向渦發(fā)生器作為一種無源強化技術,因為其強化效果明顯,制造安裝簡單方便,被許多學者進行過深入的研究,但是大多數(shù)研究成果都是關于縱向渦發(fā)生器對通道內(nèi)強迫對流換熱影響的研究,結(jié)果表明對于通道內(nèi)強迫對流換熱縱向渦發(fā)生器有著較好的強化換熱效果.通過對縱向渦發(fā)生器強化機理的分析,其對于自然對流的換熱應該有不錯的強化換熱效果.該文首先通過實驗研究了直角三角翼對縱向渦發(fā)生器強化恒熱流豎直平板自然對流換熱效果.然后利用數(shù)值模擬計算軟件對實驗進行了模擬,

2、并進一步通過數(shù)值模擬研究了直角三角翼對縱向渦發(fā)生器的幾何參數(shù)對強化換熱效果的影響.實驗結(jié)果表明:直角三角翼對縱向渦發(fā)生器對恒熱流豎直平板自然對流層流區(qū)域換熱有較好的換熱強化效果,而對于湍流區(qū)域效果不明顯.層流區(qū)域換熱強化效果的好壞與當?shù)貙恿鬟吔鐚拥暮穸扔嘘P系,層流邊界層厚的地方縱向渦發(fā)生器的強化換熱效果好,層流邊界層薄的地方強化換熱效果差.雖然直角三角翼對縱向渦發(fā)生器對豎直平板自然對流整體有較好的強化效果;但是,在縱向渦發(fā)生器前的很小范

3、圍內(nèi)和相鄰兩縱向渦發(fā)生器之間的區(qū)域里,卻使得換熱惡化.通過縱向渦發(fā)生器的錯列布置可以解決這些問題.直角三角翼對縱向渦發(fā)生器強化換熱時,存在最佳攻角.該實驗條件下,在自然對流層流區(qū)域內(nèi),10mm×20mm直角三角翼對縱向渦發(fā)生器最佳攻角在40°左右.直角三角翼對縱向渦發(fā)生器的最佳攻角應滿足以下條件:a、縱向渦發(fā)展充分且完整.b、縱向渦對之間的相互影響適合.幾何相似的直角三角翼對縱向渦發(fā)生器有著相近的最佳攻角.直角三角翼對的翼高是影響換熱效

4、果的重要因素.該實驗條件下,對于底邊長為20mm攻角45°直角三角翼對,Ra=6.42E+07時,最佳翼高為15mm;Ra=8.8E+07時,最佳翼高為20mm,這表明最佳翼高與當?shù)貙恿鬟吔鐚雍穸扔嘘P.在直角三角翼對渦發(fā)生器組中,過小的橫向間距將削弱縱向渦的換熱效果.最小橫向間距與縱向渦發(fā)生器產(chǎn)生的縱向渦大小有關,最小橫向間距應保證相鄰縱向渦旋沒有顯著的干擾.在元件數(shù)量,布置方式,和其他條件相同情況下,縱向渦發(fā)生器強化換熱的效果要優(yōu)于矩